Como encontrar “uma agulha no palheiro cósmico”. Foi assim que astrônomo da Universidade de Cambridge, Dominic Walton, descreveu o cálculo da distância de um quasar muito brilhante, mas obscurecido pela nuvem de gás e poeira que alimenta seu buraco negro, tornando difícil sua detecção em pesquisas de luz visível.

O quasar em questão é o MG 1131 + 0456, e ele é famoso: foi o primeiro anel de Einstein-Chwolson, observado em 1987. Astrônomos usam galáxias como lentes gravitacionais para fazer com que objetos, como os quasares, pareçam maiores e mais brilhantes. No caso dos anéis de Einstein-Chwolson, eles surgem quando a luz de uma galáxia ou estrela passa por um objeto maciço a caminho da Terra e é distorcida, fazendo com que pareça vir de lugares diferentes – e se o alinhamento estiver correto, aparecerá como um anel.

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Exemplos de lentes gravitacionais em “anel de Einstein” tiradas com o Telescópio Espacial Hubble. Imagem: Nasa/ESA

No caso do MG 1131 + 0456, embora amplamente estudado, a distância ou desvio para o vermelho do quasar permaneceu um ponto de interrogação para os pesquisadores. “À medida que nos aprofundamos no seu estudo, ficamos surpresos por uma fonte tão famosa e brilhante nunca ter tido sua distância medida”, disse Daniel Stern, cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa e coautor do estudo.

“Medir a distância é o primeiro passo necessário para todos os tipos de estudos adicionais, como usar a lente como uma ferramenta para medir a história de expansão do universo e a matéria escura”, completa o pesquisador.

Stern e Walton usaram o tempo disponível longe dos observatórios (por causa da pandemia da Covid-19) para vasculhar dados da Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE) da Nasa para procurar quasares com lentes gravitacionais e muito obscurecidos. Os dois colaboraram remotamente via Zoom para conduzir seus estudos.

Quando chegaram ao MG 1131 + 0456, os cientistas perceberam que sua distância continuava um mistério. Utilizando dados antigos do Keck Observatory Archive (KOA), no Havaí, descobriram que o observatório capturou imagens do quasar sete vezes entre 1997 e 2007. Com esses dados, a dupla foi a primeira a calcular a distância do quasar: 10 bilhões de anos-luz.

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Quasar MG 1131 + 0456, o primeiro ‘anel de Einstein’ descoberto. Imagem: VLA

“Todo esse trabalho foi um pouco nostálgico para mim, e me fez revisar alguns dos estudos dos primeiros dias da minha carreira, quando eu ainda estava na pós-graduação. O Muro de Berlim ainda estava de pé quando este anel de Einstein foi descoberto”, lembra Stern.

Com a distância agora conhecida de MG 1131 + 0456, Walton e Stern foram capazes de determinar a massa da galáxia com precisão e usar os dados para confirmar a natureza obscura do quasar, determinando com precisão a quantidade de gás que existe entre nós e suas regiões centrais luminosas.

“Podemos agora descrever completamente a geometria única desse anel de Einstein”, avalia Stern. “Isso nos permite elaborar estudos de acompanhamento, como o uso do Telescópio Espacial James Webb, que será lançado em breve, para estudar as propriedades da matéria escura da galáxia”.

Via: Keck Observatory